Ingenieros han creado un aislante térmico ultra resistente y único

Investigadores de la Universidad Estatal de Carolina del Norte han logrado un avance inesperado en la ciencia de materiales al desarrollar un material de película delgada que combina con éxito una conductividad térmica extremadamente baja con una alta dureza. Según ixbt.com, este nuevo desarrollo conduce el calor aproximadamente cinco veces peor que el silicio estándar, pero resultó ser miles de veces más resistente mecánicamente. Así lo informa Ixbt.com informa .

Según las leyes de la física tradicional, los materiales sólidos y los metales suelen conducir bien el calor, mientras que los aislantes térmicos eficaces tienen una estructura frágil o porosa. Sin embargo, el material recién creado no es en absoluto poroso y ha atraído la atención de los expertos por sus propiedades físicas inusuales. A temperatura ambiente, su conductividad térmica se estima en torno a 0,04 W/(m·K), mientras que en el silicio esta cifra es de unos 0,2 W/(m·K).

Una estructura molecular única proporcionó propiedades misteriosas

Los expertos lograron este resultado basándose en perovskitas híbridas orgánico-inorgánicas bidimensionales. La estructura de estos materiales consiste en capas cristalinas orgánicas e inorgánicas alternas. Al reemplazar las cadenas de carbono tradicionales con anillos de benceno especialmente seleccionados, los científicos cambiaron por completo la arquitectura molecular del material.

Los cambios químicos realizados detuvieron eficazmente la propagación de las vibraciones que transportan energía térmica a través del material. Al mismo tiempo, se mantuvo plenamente la alta dureza de la estructura cristalina. Como resultado, la película delgada creada a base de un compuesto de azotbenceno-etilamonio-plomo-yoduro demostró una combinación única de propiedades mecánicas y térmicas.

Perspectivas de aplicación práctica y planes futuros

Otra ventaja importante de esta tecnología es la posibilidad de utilizarla a gran escala. Los investigadores señalan que el nuevo material puede aplicarse en forma de capa delgada sobre grandes superficies o utilizarse como revestimiento protector fiable para componentes críticos. En el futuro, se espera que dichos revestimientos sean útiles en el campo de la microelectrónica para aislar eficazmente componentes específicos de fuentes de calor.

Los desarrolladores también suponen que esta tecnología será útil en la industria aeroespacial y en otros sistemas complejos donde se requieren por igual dureza, aislamiento térmico y bajo peso. Sin embargo, aún queda mucho trabajo por hacer para introducir el material en la producción industrial real.

Los científicos tienen la tarea de probar a fondo la durabilidad de la invención, la estabilidad de sus propiedades, el costo de producción y cómo se comporta en diversas condiciones de operación. Además, se destaca que la presencia de plomo en su composición podría limitar el uso de dicho material en ciertos sectores en el futuro.